2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)作業(yè)14傳感器的應(yīng)用含解析粵教版選修3-2

PAGE5-課時(shí)分層作業(yè)(十四)(時(shí)間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]選擇題(本題共8小題，每小題6分)1．有一電學(xué)元件，溫度上升時(shí)電阻卻大幅度減小，則這種元件可能是()A．金屬導(dǎo)體 B．絕緣體C．半導(dǎo)體 D．超導(dǎo)體C[金屬導(dǎo)體溫度上升時(shí)電阻增加；絕緣體溫度上升時(shí)電阻保持絕緣；對(duì)于超導(dǎo)體，在其臨界溫度以下，溫度上升電阻為零不變，高于臨界溫度，溫度上升電阻往往增加；半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度上升時(shí)，會(huì)有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時(shí)也形成更多的空穴，于是導(dǎo)電性能明顯增加，電阻卻大幅度減?。甝2．如圖所示，電吉他的弦是磁性物質(zhì)，當(dāng)弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流輸送到放大器、喇叭，把聲音播放出來(lái)，下列說(shuō)法正確的是()A．電吉他是光電傳感器B．電吉他是溫度傳感器C．電吉他是聲音傳感器D．弦改用尼龍材料原理不變C[由電吉他發(fā)聲原理可知是將聲音改變轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯母淖?，C對(duì)，A、B、D錯(cuò)．]3．指紋識(shí)別器在下列哪些方面可以得到廣泛應(yīng)用()A．乘坐客車(chē)購(gòu)票時(shí) B．過(guò)馬路收費(fèi)處時(shí)C．放學(xué)出校門(mén)口時(shí) D．開(kāi)銀行保險(xiǎn)柜時(shí)D[指紋識(shí)別器是因?yàn)槿说闹讣y各不相同且終生基本不變，才成為識(shí)別身份的有效手段，應(yīng)用在個(gè)人信息有唯一性和穩(wěn)定性的地方，故D項(xiàng)對(duì)．]4．用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過(guò)程，事實(shí)上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程，下列屬于這類(lèi)傳感器的是()A．紅外報(bào)警裝置B．走廊照明燈的聲控開(kāi)關(guān)C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D．電飯煲中限制加熱和保溫的溫控器A[紅外報(bào)警器是當(dāng)有人或物通過(guò)時(shí)，將紅外線遮住從而使得光信號(hào)被遮住，光電效應(yīng)裝置無(wú)電流通過(guò)，紅外報(bào)警器則通過(guò)另外的裝置聯(lián)系肯定的動(dòng)作，是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程，則A選項(xiàng)正確；而B(niǎo)選項(xiàng)是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程，C選項(xiàng)是利用壓力來(lái)傳遞信息的過(guò)程，D選項(xiàng)則通過(guò)溫度來(lái)限制的過(guò)程．]5．用于火災(zāi)報(bào)警的離子煙霧傳感器如圖所示．在網(wǎng)罩Ⅰ內(nèi)有電極Ⅱ和Ⅲ，a、b兩端接電源，Ⅳ是一小塊放射性同位素镅241，它能放射出一種很簡(jiǎn)單使空氣電離的粒子．正常狀況下镅241放射出的粒子使兩個(gè)極板間的空氣電離，在a、b間形成較強(qiáng)的電流；發(fā)生火災(zāi)時(shí)，大量煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩Ⅰ內(nèi)，煙塵顆粒汲取其中的帶電粒子，導(dǎo)致電流發(fā)生改變，從而報(bào)警．下列說(shuō)法中正確的是()A．镅241射出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流增加B．镅241射出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流減弱C．镅241射出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流增加D．镅241射出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流減弱B[放射性同位素镅241，它能放射出一種很簡(jiǎn)單使氣體電離的粒子，知該粒子是α粒子．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩內(nèi)，煙塵顆粒汲取空氣中的離子和镅發(fā)出的粒子，使得電流減弱．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．]6.小強(qiáng)用恒溫箱進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)覺(jué)恒溫箱的溫度持續(xù)上升，無(wú)法自動(dòng)限制．經(jīng)檢查，恒溫箱的限制器沒(méi)有故障．參照?qǐng)D，下列對(duì)故障推斷正確的是()A．只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B．只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障C．熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障D．可能是加熱器出現(xiàn)故障C[由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障都會(huì)向限制器傳遞錯(cuò)誤信息，導(dǎo)致限制器發(fā)出錯(cuò)誤指令，故C正確，A、B錯(cuò)誤．若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器始終加熱才會(huì)使溫度持續(xù)上升，故D錯(cuò)誤．]7．當(dāng)出現(xiàn)某疫情時(shí)，在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等交通出入口，運(yùn)用紅外線熱像儀通過(guò)紅外線遙感，可檢測(cè)出經(jīng)過(guò)它時(shí)的發(fā)熱病人，從而可以有效限制疫情的傳播．關(guān)于紅外線熱像儀，下列說(shuō)法正確的是()A．選擇紅外線進(jìn)行檢測(cè)，主要是因?yàn)榧t外線具有熒光效應(yīng)B．紅外線熱像儀通過(guò)放射紅外線照耀人體來(lái)檢測(cè)C．紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用D．一切物體都能放射紅外線，而且物體在不同溫度下放射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同D[紅外線熱像儀是依據(jù)物體放射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同而工作的，故D正確．]8．如圖所示，M是一小型志向變壓器，接線柱a、b接在電壓u＝311sin134t(V)的正弦溝通電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過(guò)R1的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出)，R3為肯定值電阻．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是()A．A1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)增大B．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大C．V1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大D．V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小D[當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R2的電阻減小，導(dǎo)致電路的總的電阻減小，所以電路中的總電流將會(huì)增大，A1測(cè)量的是原線圈中的總的電流，由于副線圈的電流增大了，所以原線圈的電流A1示數(shù)也要增大；由于電源的電壓不變，原副線圈的電壓也不變，所以V1的示數(shù)不變，由于副線圈中電流增大，R3的電壓變大，所以V2的示數(shù)要減小，即R1的電壓也要減小，所以A2的示數(shù)要減小，A、B、C錯(cuò)誤，D正確．][實(shí)力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1．(多選)傳感器在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，它的種類(lèi)多種多樣，其性能也各不相同。以下有關(guān)傳感器的說(shuō)法正確的是()A.eq\o(\a\al(辦公大樓的大門(mén)能“看到”人的到來(lái)或離,開(kāi)而自動(dòng)開(kāi)或關(guān)，是光傳感器的應(yīng)用))B.eq\o(\a\al(非觸摸式自動(dòng)水龍頭自動(dòng)感應(yīng)水,龍頭應(yīng)用的傳感器是生物傳感器))C．空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一功能的傳感器是溫度傳感器D．電熨斗能夠自動(dòng)限制溫度的緣由是它裝有雙金屬片溫度傳感器，能限制電路的通斷ACD[辦公大樓的大門(mén)能“看到”人的到來(lái)或離開(kāi)而自動(dòng)開(kāi)和關(guān)，是由于人體會(huì)發(fā)出紅外線，當(dāng)傳感器探測(cè)到人體發(fā)出的紅外線后，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，是光傳感器的應(yīng)用，故A正確；利用紅外線的熱效應(yīng)可以制成多種開(kāi)關(guān)，本題所涉及的水龍頭和智能門(mén)就是這一應(yīng)用的體現(xiàn)．是利用光傳感器而制成的，故B錯(cuò)誤：空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，這是因?yàn)榭照{(diào)機(jī)運(yùn)用溫度傳感器．故C正確；電熨斗能夠自動(dòng)限制溫度的緣由是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器作用是限制電路的通斷，原理是不同的金屬膨脹系數(shù)不同，故D正確．]2．(多選)圖示為某電容傳聲器結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)人對(duì)著傳聲器講話，膜片會(huì)振動(dòng)．若某次膜片振動(dòng)時(shí)，膜片與極板間距離增大，則在此過(guò)程中()A．膜片與極板間的電容變小B．極板的帶電量增大C．膜片與極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大D．電阻R中有電流通過(guò)AD[當(dāng)膜片與極板間距增大時(shí)，膜片與極板間的電容變小，A正確；由E＝eq\f(U,d)可知，膜片與極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，C錯(cuò)誤；由Q＝CU可知，極板所帶電量削減，電容器處于放電狀態(tài)，有電流通過(guò)電阻R，B錯(cuò)誤，D正確．]3．如圖所示的電路中，GMR為一個(gè)磁敏電阻，它的阻值隨所處空間磁場(chǎng)的增加而增大，電源的內(nèi)阻不行忽視．閉合開(kāi)關(guān)S1和S2后，當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，則()A．L1、L2都變暗 B．L1、L2都變亮C．L1變暗、L2變亮 D．L1變亮，L2變暗D[當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，電源電壓不變，所以電磁鐵電路中的電流減小，電磁鐵的磁場(chǎng)減弱，磁敏電阻阻值減小，右邊電路的外電路電阻減小，電流變大，路端電壓減小，故燈泡L2變暗；由于通過(guò)L1支路的電流變大，故L1變亮，選項(xiàng)D正確．]4.傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片的電極上時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是()①若F向上壓膜片電極，電路中有從a到b的電流②若F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流③若F向上壓膜片電極，電路中不會(huì)出現(xiàn)電流④若電流表有示數(shù)，則說(shuō)明壓力F發(fā)生改變⑤若電流表有示數(shù)，則說(shuō)明壓力F不發(fā)生改變A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤A[當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，板間距離減小，電容器的電容將增大．由于U不變，由Q＝CU知Q增大，電容器充電，中電流方向?yàn)閺腷到a，故②對(duì)，①、③錯(cuò)；當(dāng)F改變時(shí)，電容改變，而板間電壓不變，由Q＝CU，故帶電荷量Q發(fā)生改變，電容器將發(fā)生充、放電現(xiàn)象，回路中有電流，電流計(jì)有示數(shù)．反之，電流計(jì)有示數(shù)時(shí)，壓力F必發(fā)生改變，故④對(duì)，⑤錯(cuò)，故選A.]二、非選擇題(本題共2小題，共28分)5.(14分)一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件，合金絲電阻隨溫度T改變的關(guān)系如圖中實(shí)線①所示，由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣服厚度、干濕等狀況不同，熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會(huì)在較大范圍內(nèi)波動(dòng)，易損壞衣物．有一種主要成分為BaTiO3，被稱為“PTC”的特別材料作發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫快、能自動(dòng)限制溫度的特點(diǎn)，PTC材料的電阻隨溫度改變的關(guān)系如圖中實(shí)線②所示，依據(jù)圖線分析：(1)為什么處于冷態(tài)的“PTC”熨斗剛通電時(shí)比一般電熨斗升溫快？(2)通電一段時(shí)間后電熨斗溫度T自動(dòng)穩(wěn)定的范圍．[解析](1)由于冷態(tài)時(shí)PTC材料電阻較小，故由P＝eq\f(U2,R)知，其發(fā)熱功率較大，所以升溫快．(2)從圖上看出，溫度較低時(shí)，電阻較小，熱功率較大，所以生熱快于散熱，溫度上升，電阻值快速增大，相應(yīng)的生熱功率減小，當(dāng)生熱功率小于散熱功率時(shí)，電阻溫度降低，電阻值減小，生熱功率會(huì)相應(yīng)增大，故當(dāng)生熱功率等于散熱功率時(shí)，溫度會(huì)穩(wěn)定在圖中T6～T7之間．[答案](1)見(jiàn)解析(2)T6＜T＜T76．(14分)如圖所示為大型電子地磅電路圖，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，不稱物體時(shí)，滑片P在A端，滑動(dòng)變阻器接入電路中有效電阻最大，電流較小；稱重物時(shí)，在壓力作用下使滑片下移，滑動(dòng)變阻器有效電阻變小，電流變大．這樣把電流對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值刻在刻度盤(pán)上，就可以讀出被稱物體的質(zhì)量．若滑動(dòng)變阻器上A、B間長(zhǎng)度為